實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的標(biāo)準(zhǔn)化

田還成，袁 慧，許超琪

(中國(guó)輻射防護(hù)研究院藥物安全評(píng)價(jià)中心，太原 030006)

近年來隨著生命科學(xué)研究的飛速發(fā)展，作為其研究中不可缺少的重要組成部分—實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也備受各國(guó)政府的重視和科學(xué)家的關(guān)注。動(dòng)物質(zhì)量的好壞是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成功的最基本保證。墊料與動(dòng)物直接接觸，可影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的微環(huán)境進(jìn)而影響動(dòng)物的健康和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，墊料的質(zhì)量評(píng)定與控制非常必要。然而我國(guó)的文獻(xiàn)報(bào)道大多集中在多種墊料的比較、新型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的開發(fā)等方面［1-5］，對(duì)于墊料的質(zhì)量評(píng)價(jià)是近年來才逐漸重視起來的［6-9］。但仍尚未體現(xiàn)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理?xiàng)l例中。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家早已實(shí)行墊料商品化生產(chǎn)，有專業(yè)的工廠，并且各道工序的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。但反觀我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的商品化才剛剛起步，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)。這嚴(yán)重影響了我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的發(fā)展，進(jìn)而影響動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可靠性，使得科研成果無法走向國(guó)際。因此要想使我國(guó)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量管理與國(guó)際接軌，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化就變得至關(guān)重要。

1 墊料的種類及消毒

1.1 墊料的種類

多年來研究者大多依據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的種類、來源、成本等選擇更適于自身的墊料品種，因此國(guó)內(nèi)墊料的種類五花八門。

首先從使用上墊料總體分為接觸型和非接觸型兩種［10］。接觸型直接鋪墊在動(dòng)物體下，用于吸尿、吸濕、做窩、保暖等，是嚙齒類動(dòng)物一生中接觸最頻繁的環(huán)境因子；非接觸型墊料不與動(dòng)物身體接觸，一般放置于懸掛式動(dòng)物籠具下方的托盤內(nèi)，承接動(dòng)物排泄物。如家兔籠具下面接糞盤中的墊料—紙板狀墊料、塑料布?jí)|料、木屑等。其次從原材料來分，墊料主要有：木屑、刨花、玉米芯、秸稈、麥糠、棉花、蒲草、稻草、紙屑等。

1.1.1 木屑(鋸沫)：來源廣泛，單位體積吸水性強(qiáng)，舒適性較好。但其成分復(fù)雜，含雜質(zhì)較多［11］。有研究發(fā)現(xiàn)其會(huì)危害裸鼠的眼睛［12］，提高動(dòng)物呼吸系統(tǒng)的感染率，降低繁殖力［11］。因此木屑較適用于非接觸型墊料。

1.1.2 刨花：資源豐富，價(jià)廉易得，質(zhì)地松軟，有良好的舒適性、吸水性和保溫性能，較少污染和發(fā)霉，是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早且最廣泛使用的墊料。但由于刨花來源的樹種不同，其化學(xué)性和物理性有明顯的差別。多數(shù)研究表明，松木、杉木屬于芳香性木料，其所釋放的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)動(dòng)物的肝功能和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生影響［13］。而泡桐刨花和白楊刨花的吸水性，舒適性都較好，更重要的是無明顯毒性，安全可靠［1，14］。此外，豚鼠可以通過咀嚼楓樹、樺樹、白楊、山毛櫸等硬木削片，用唾液消化吸收補(bǔ)充其對(duì)維生素C的缺乏?？梢婋嗍蟆⒋笮∈缶梢赃x擇刨花作為墊料［15］。但不足之處是浪費(fèi)木材資源。

1.1.3 玉米芯：玉米棒芯的粉碎物，較之木質(zhì)墊料，其細(xì)胞毒性低、吸氨能力強(qiáng)、低塵埃、保暖性好，并能長(zhǎng)期保持籠內(nèi)的干燥和清潔［16］。但硬度和大小尺寸不好控制，易被動(dòng)物吃下，其中殘留的農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)難免會(huì)危害動(dòng)物的健康。并且在有些地區(qū)玉米芯的成本較高。因此要根據(jù)實(shí)際情況有選擇的使用。

1.1.4 秸稈、稻草、麥糠等均來源于農(nóng)作物，以其作為墊料可降低成本，且對(duì)環(huán)境無破壞性影響。此種墊料的動(dòng)物適應(yīng)性良好，無采食、無毒。但稻草的不足之處是易被動(dòng)物糞便污染，表面吸附塵埃較多［17］。麥糠的缺點(diǎn)是比重較大，易長(zhǎng)蟲、發(fā)霉，難保存［13］。從而使用此類墊料需在消毒滅菌上嚴(yán)格把關(guān)。

1.1.5 紙質(zhì)墊料是國(guó)外常用的墊料之一。其吸水性極好，但有些漂白紙中存在有害物質(zhì)，并且其來源有限，成本很高，以致目前我國(guó)很少應(yīng)用［9］。

1.1.6 蒲草和蘆葦是近年來正在開發(fā)的新型墊料，研究證明它們具有良好的吸水、吸氨性及保暖性并且具有柔軟、蓬松、粉塵小、成本低、無公害等特點(diǎn)。所以應(yīng)對(duì)此類環(huán)保型墊料加以開發(fā)利用和推廣［18］。

總之，無論對(duì)于何種管理和實(shí)驗(yàn)條件，還是對(duì)于何種動(dòng)物都沒有最理想的墊料。應(yīng)充分利用每種墊料的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避它們的缺點(diǎn)，根據(jù)不同的管理方式和動(dòng)物種類，綜合比較后選擇較適合的墊料。

1.2 墊料的消毒

無論何種材料所制的墊料中均可能有昆蟲，微生物等。而動(dòng)物的糞便混在墊料中，加之適宜的溫濕度，將會(huì)成為微生物滋生的良好場(chǎng)所。所以國(guó)家實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求，無論是普通實(shí)驗(yàn)動(dòng)物還是屏障系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所用的墊料都應(yīng)經(jīng)過消毒滅菌處理。但目前很多地方做不到這一點(diǎn)。消毒的方法主要有：高壓滅菌法、射線照射法、化學(xué)熏蒸法、微波滅菌法、干烤滅菌法等。其中高壓蒸汽滅菌法、輻照滅菌法、甲醛熏蒸3種方法是比較適用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的消毒滅菌的［19-20］。

1.2.1 高壓蒸汽滅菌法：此法是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為普遍的一種滅菌方法。其消毒時(shí)間較短，消毒效果可靠。但高壓滅菌會(huì)破壞墊料組織，導(dǎo)致少量水蒸氣吸附從而致使墊料吸水能力下降，并有利于微生物生長(zhǎng)，因而使用時(shí)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)母稍飼r(shí)間和貯存條件。

1.2.2 輻照滅菌法：用60Co輻照滅菌能一次性處理大量墊料，省時(shí)省力。并且不會(huì)引起其中物質(zhì)的變化，不會(huì)影響墊料的吸水性。我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墊料的輻照滅菌劑量沒有明確的規(guī)定。周正宇等研究發(fā)現(xiàn)25kGy的輻照劑量足以達(dá)到 SPF實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料滅菌的要求，是比較可靠、經(jīng)濟(jì)的劑量。同時(shí)他還證實(shí)輻照墊料對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生長(zhǎng)、繁殖沒有影響，是一種較安全的消毒方法［21］。

1.2.3 甲醛熏蒸法：此法殺菌廣譜、殺菌力強(qiáng)，操作也比較簡(jiǎn)便，成本低廉，對(duì)物品無損害或損害輕微；但它對(duì)人有一定的毒性、腐蝕性、殺菌所需時(shí)間也較長(zhǎng)，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可以選擇的消毒方法之一。

2 墊料的質(zhì)量要求與評(píng)價(jià)

墊料直接與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物機(jī)體接觸，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的微環(huán)境有重大影響，是影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料質(zhì)量研究很重視，目前已普遍使用低毒的商品化墊料。我國(guó)雖已越來越重視實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量，

提高了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化程度和質(zhì)量管理水平，但是，對(duì)于墊料的質(zhì)量管理尚未標(biāo)準(zhǔn)化，未能建立質(zhì)量管理體系。從而制約著我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物納入規(guī)范化、統(tǒng)一化、國(guó)際化的軌道。因此，當(dāng)務(wù)之急是建立實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的質(zhì)量評(píng)估體系。

2.1 墊料的質(zhì)量要求

2.1.1 物理性方面：要吸濕性強(qiáng)，柔軟、舒適、無塵土，不能引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物皮膚、粘膜的損傷，且易于高壓消毒滅菌、易于貯存，最好能重復(fù)利用。動(dòng)物不能采食、能筑巢。在質(zhì)量評(píng)定時(shí)需評(píng)價(jià)墊料引起的粉塵，要檢查顆粒的均勻性、吸水性、柔軟性，有無異物、針刺物等。

2.1.2 化學(xué)性方面：應(yīng)保證無異味，無芳香類、揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，無農(nóng)藥、無重金屬污染等。在質(zhì)量評(píng)定時(shí)，要檢查化學(xué)殺蟲劑，真菌毒素、亞硝胺、消毒劑的殘基和重金屬等。我國(guó)尚未明確規(guī)定墊料中重金屬的控制指標(biāo)，但根據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，重金屬殘留量控制為：汞(Hg)小于0.09 mg/kg；鉛(Pb)小于0.2mg/kg；鉻(Cd)小于0.01mg/kg。

2.1.3 生物方面：無微生物(如大腸桿菌、沙門菌、霉菌、細(xì)菌)、寄生蟲、昆蟲等污染，無蟲蛀。在質(zhì)量評(píng)定時(shí)不同級(jí)別需要檢查相應(yīng)的細(xì)菌、病毒、寄生蟲和真菌等。

2.1.4 經(jīng)濟(jì)方面：價(jià)廉易得，來源清楚，節(jié)能環(huán)保。

2.2 墊料的評(píng)價(jià)

研發(fā)新型墊料及投入生產(chǎn)時(shí)，需從其理化性質(zhì)、適用性、安全性等方面進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

2.2.1 理化性狀評(píng)價(jià)

吸水性是要求墊料具有吸收動(dòng)物排泄物中的水分，保持實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生活環(huán)境干燥舒適的特性。將一定重量的墊料用孔徑為2.0mm ×2.0mm的尼龍網(wǎng)包扎后置于水中，一定時(shí)間后取出放置于網(wǎng)架上，看不到滴水后稱重。以每克墊料吸水克數(shù)評(píng)定墊料吸水性能。

吸氨性是以飼養(yǎng)籠內(nèi)氨濃度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的。用適合的塑料袋套住籠子，吸收管的橡皮管深入籠子中心點(diǎn)，扎住袋口，以0.5L/min的流量集氣 2m in，依納氏比色法在分光光度計(jì)測(cè)定并計(jì)算采集樣品的氨濃度［18］。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氨濃度不得超過14mg/m3。墊料更換周期應(yīng)根據(jù)墊料的吸氨能力制定。研究表明玉米芯的吸氨性較高于其它材料［16］。

2.2.2 適用性評(píng)價(jià)

舒適性試驗(yàn)方法：在不同的盒子里放不同的墊料，盒子互相連通，小鼠可自由進(jìn)入任何一個(gè)盒子，根據(jù)小鼠在某種墊料的盒子里停留和睡眠時(shí)間長(zhǎng)短，可以推斷小鼠喜歡哪一種墊料［22］。

保暖性試驗(yàn)方法：用動(dòng)物巢內(nèi)溫度以及動(dòng)物離巢5、10、15min后的空巢余溫評(píng)定墊料的保溫性。實(shí)驗(yàn)表明，蒲草保暖性略高于其它材料［18］。

干燥性試驗(yàn)方法：將各種墊料吸水后不同時(shí)間段進(jìn)行稱重，用干燥度來反應(yīng)墊料的干燥快慢。實(shí)驗(yàn)表明，干燥速度最快的是刨花，木屑最慢［9］。

2.2.3 安全性評(píng)價(jià)

墊料原材料本身可能含有影響動(dòng)物健康的有害物質(zhì)，因此在研發(fā)時(shí)必須進(jìn)行墊料安全性評(píng)價(jià)。

一般毒性檢測(cè)方法：一般進(jìn)行墊料水浸出物、醇浸出物、醚浸出物的急性毒性實(shí)驗(yàn)?？梢杂眠@幾種浸出物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行灌胃、經(jīng)眼、經(jīng)皮等試驗(yàn)，觀察動(dòng)物狀態(tài)，確定墊料對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的毒性作用。還可以通過檢測(cè)血液生化指標(biāo)變化結(jié)合組織切片觀察來確定墊料對(duì)動(dòng)物機(jī)體的整體毒性［13］。

細(xì)胞毒性檢測(cè)方法：常規(guī)體外培養(yǎng)的小鼠Hepa-l細(xì)胞系對(duì)有害的化學(xué)物質(zhì)非常敏感，從而常被用于研究墊料提取物潛在的毒性。研究表明，松木的細(xì)胞毒性最大，玉米芯的毒性最?。?，23］。

微核試驗(yàn)：一般測(cè)定骨髓多染性紅細(xì)胞核率來評(píng)價(jià)墊料的致畸作用；一般測(cè)定對(duì)肝微粒體酶活性的影響來確定墊料因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否產(chǎn)生影響［24-25］。

對(duì)墊料原材料的衛(wèi)生學(xué)檢測(cè)［26］：重點(diǎn)檢測(cè)原材料內(nèi)是否殘留危害動(dòng)物和人類的殺蟲劑、殺菌、抑菌劑和重金屬元素。要調(diào)查、研究、分析原材料產(chǎn)區(qū)可能使用的農(nóng)藥、防腐劑、抗生素等種類、劑量、可能的殘留量、可能的重金屬污染，以及微生物和毒素等。

3 墊料的商品化

近年來，我國(guó)已逐漸認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的重要性。為了提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化程度和質(zhì)量管理水平，我國(guó)已在此方面增加了投入并取得了一些成就，但在現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相關(guān)管理?xiàng)l例中，對(duì)于墊料的規(guī)定只有：應(yīng)選用吸濕性好、塵埃少、無異味、無毒性、無油脂的材料；須經(jīng)消毒、滅菌后方可使用。如此籠統(tǒng)的規(guī)定在一定程度上制約了我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)不能緊跟國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)限制了藥品、生物制品、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物等產(chǎn)品的出口，還使科研論文將不能被同行接受。因此要想提高相關(guān)學(xué)科競(jìng)爭(zhēng)力，就必須加強(qiáng)墊料標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量管理。

標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義是改進(jìn)產(chǎn)品過程和服務(wù)的適用性，防止貿(mào)易壁壘，并促進(jìn)技術(shù)合作［27］。它是保證商品質(zhì)量的有力證據(jù)，是新產(chǎn)品能有效推廣的重要環(huán)節(jié)，是商品化的必要前提。我國(guó)墊料研究工作起步較晚，墊料生產(chǎn)仍比較零散，許多單位使用的墊料來源不清楚，所含雜質(zhì)也較多，基本都未經(jīng)過檢驗(yàn)就投入使用。但經(jīng)過研究者們的努力，我國(guó)的墊料研究已積累了足夠的理論基礎(chǔ)，現(xiàn)只需統(tǒng)一和規(guī)范。這就要求政府部門建立墊料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系，制定出實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及其配套法規(guī)，使墊料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、法制化進(jìn)而市場(chǎng)化。

4 小結(jié)

綜上所述，從墊料的成本、環(huán)保、適應(yīng)性和安全性等方面來考慮：第一，應(yīng)推廣使用商品化的白楊、泡桐以及玉米芯墊料，大力開發(fā)蒲草、蘆葦和再生紙等新型墊料，促使其商品化。第二，墊料商品化有利于控制滅菌、包裝、運(yùn)輸?shù)冗^程中存在的問題。經(jīng)綜合比較后，商品化墊料均需采用60Co輻照滅菌，所采用的劑量為25kGy。第三，檢測(cè)指標(biāo)需根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的不同級(jí)別和墊料原材料的不同種類而設(shè)定。第四，隨著能源問題日益嚴(yán)重，也有較少人關(guān)注墊料重復(fù)使用的可行性。但由于墊料屬于幫助動(dòng)物維持微環(huán)境干燥清潔的重要工具，重復(fù)使用會(huì)降低它的能力，因此不建議墊料重復(fù)使用?？偠灾?，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、法制化及商品化已經(jīng)迫在眉睫，亟需盡早出臺(tái)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物墊料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量監(jiān)管體系。

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